沥青混凝土路面施工工艺及方法
沥青混凝土路面施工工艺及方法(1)施工程序
沥青混凝土路面施工工艺流程图见图.
沥青混凝土路面施工工艺流程图
(2)施工方法
1)施工准备
①选购经调查试验合格的材料进行备料。
②做好配合比设计报送监理工程师审批,对各种原材料进行符合性检验.
③在验收合格的基层上恢复中线(底面层施工时),在边线外侧0。3~0。5m 处每隔5~10m 钉边桩进行水平测量,拉好基准线,画好边线。
④对下承层进行清扫,底面层施工前二天在基层上洒透层油。在中底面层上喷洒粘层油.
⑤试验段开工前安装好试验仪器和设备、配备好试验人员报请监理工程师审核。在监理工程师批准的现场备齐全部机械设备进行试验段铺筑,以确定松铺系数、施工工艺、机械配备、人员组织、压实遍数,并检查压实度,沥青含量,集料级配,沥青混合料马歇尔各项技术指标等.
2)沥青混合料的拌和
①各种集料分类堆放,每个料源均进行试验,按要求的配合比进行配料。
②设置间歇式具有密封性能及除尘设备,并有检测拌和温度装置的沥青混凝土拌和站。
③拌和站设试验室,对沥青混凝土的原材料、沥青混合料及时进行检测。
④沥青的加热温度、集料的加热温度、混合料的出厂温度控制在规范规定的范围之内.
⑤出厂的混合料须均匀一致,无白花料,无粗细料离析和结块现象,不符要求时废弃。
3)混合料的运输
①根据拌和站的产量、运距合理安排运输车辆。
②运输车的车箱内保持干净,涂防粘薄膜剂。运输车配备覆盖棚布以防雨和热量损失.
③已离析、硬化在运输车箱内的混合料,低于规定铺筑温度或被雨淋的混合料予以废弃。
4)混合料的摊铺
①根据路面宽度选用1~2 台具有自动调节摊铺厚度及找平装置,可加热的振动熨平板,并运行良好的高密度沥青混凝土摊铺机进行摊铺。
②底、中、面层采用走线法施工,表面层采用拖杠法施工.
③摊铺机均匀行驶,行走速度和拌和站产量相匹配,以确保所摊铺路面的均匀不间断地摊铺。在摊铺过程中不准随意变换速度,尽量避免中途停顿。
④沥青混凝土的摊铺温度根据气温变化进行调节.在摊铺过程中随时检查并作好记录。
⑤开铺前将摊铺机的熨平板进行加热。
⑥采用双机或三机梯进式施工时,相邻两机的间距控制在10~30m。前后两台摊铺机轨道重叠5~10cm。
⑦在摊铺过程中,随时检查摊铺质量,出现离析、边角缺料等现象时人工及时补洒料,换补料。
⑧在摊铺过程中随时检查高程及摊铺厚度,并及时通知操作手。
⑨摊铺机无法作业的地方,在监理工程师同意后采取人工摊铺施工。
5)混合料的压实
①压路机采用2台双轮双振压路机及2 台15t胶轮压路机。
②混凝土料摊铺后立即进行压实作业。压实分初压、复压和终压(包括成型)三个阶段,每阶段的碾压速度应符合有关规范的要求。初压:采用双轮双振压路机静压1~2 遍,并紧跟摊铺机进行。复压:采用胶轮压路机和双轮双振压路机振
压等综合碾压4~6 遍。终压:采用双轮双振压路机静压1~2 遍。边角部分压路机碾压不到的位置,使用振动夯板把混合料压实.
③碾压顺纵向由低边向高边按规定要求的碾压速度均匀进行.相邻碾压重叠宽度大于30cm。
④采用雾状喷水法,以保证沥青混合料碾压过程中不粘轮。
⑤不在新铺筑的路面上进行停机,加水、加油活动,以防各种油料、杂质
污染路面。压路机不准停留在温度尚未冷却至自然气温以下已完成的路面上.
⑥碾压进行中压路机不得中途停留、转向或制动,压路机每次由两端折回
的位置阶梯形随摊铺机向前推进,使折回处不在同一横断面上,振动压路机在已成型的路面上行驶关闭振动.
6)接缝处理
①梯队作业采用热接缝,施工时将已铺混合料部分留下20~30cm 宽暂不碾
压,作为后摊铺部分的高程基准面,后摊铺部分完成立即骑缝碾压,以除缝迹.
②半幅施工不能采用热接缝时,采用人工顺直刨缝或切缝。铺另半幅前必须将边缘清扫干净,并涂洒少量粘层沥青。摊铺时应重叠在已铺层上5~10cm,摊铺后将混合料人工清走。碾压时先在已压实路面行走,碾压新铺层10~15cm,然后压实新铺部分,再伸过已压实路面10~15cm,充分将接缝压实紧密.
③横接缝的处理方法:首先用3m 直尺检查端部平整度不符合要求时,垂直于路中线切齐清除。清理干净后在端部涂粘层沥青接着摊铺.摊铺时调整好预留高度,接缝处摊铺层施工结束后再用3m 直尺检查平整度立即用人工处理.横向接缝的碾压先用双轮双振压路机进行横压,碾压时压路机位于已压实的混合料层上伸入新铺层的宽为15cm,然后每压一遍向铺混合料移动15~20cm,直至全部在新铺层上为止,再改为纵向碾压.
承学网沥青路面施工技术要点
沥青混凝土路面施工准备阶段包括:
a. 基层验收;
b. 材料、机械设备的检查;
1.1基层验收
基层分新建和利用原路面两种。高等级公路要求除临土基第一层底基层可路拌施工外,均采用集中拌和、机械摊铺的方法进行施工。为提高路面的平整度从基层开始就严格挂线施工,达到施工技术规范要求的各项指标。目前为提高工程质量减少路面裂缝多在上基层上每隔15—20米切缝铺设土工格栅或土工布撒布改性沥青处理。在原有路面上铺筑沥青混凝土也应严格验收,对沥青混凝土路面有坑槽、沉陷、泛油、混凝土路面碎裂等病害加以处理。对有较大波浪的地方应在凹陷处预先铺上一层混合料,并予以压实,不必考虑摊铺厚度的均一性。
1.2材料、机械设备的检查
1.2.1原材料
沥青混合料拌和前应严格按照设计文件及规范要求选择好各种材料。必须对材料来源、材料质量、数量、供应计划、材料场堆放及储存条件等进行检查。
沥青混合料中使用的粗集料,通常是2—3种不同规格的石料经掺配组成。在施工过程中要保证有稳定的合格矿料级配,就要求在石料的供料和收料过程中,保证不同规格碎石颗粒要有一致性。保持沥青混合料级配组成的
一致性对沥青混合料各项技术指标的稳定性非常重要。
路面施工所用的矿料数量较大,加之施工单位流动性强,施工单位很少有自己组织的石料加工厂。同时按照“因地制宜,就地取材”的原则利用当地生产的材料。现在社会上生产碎石材料的厂家都属于建材部门或地方的集体或个人所有,生产的材料又是常用于水泥混凝土。而水泥混凝土对集料规格的要求与沥青混凝土对集料的要求是不同的,沥青混凝土路面材料对砂、石料的质量和规格要求更高,因为它在相当程度上要依靠集料的嵌挤作用形成路面强度并保证结构的稳定性。
实践中认识到,同一个工程从多个厂家购进石料,会出现品种杂,而且规格上参差不齐的现象。名义上是同一规格粒径的石料,出自不同厂家,甚至是一个厂家由不同型号机器加工的石料,其材料级配也是有差异的。用这些碎石直接掺配后生产的沥青混凝土混合料,由于不同规格集料级配的不均匀性,常导致混凝土的质量难以保证。因此在室内实验认定的各厂家生产的石料性质、强度等指标合格的基础上,选取生产量能满足需用的一或二个厂家的石料。如能采用对进场的各家不同规格的集料进行二次筛分的工程措施,使分离出的不同规格的集料配比均匀一致。就更多可保证拌制的沥青混凝土混合料矿料级配组成的均匀性,从而保证沥青混凝土质量的稳定性。
1.2.2施工机械
施工前应对拌和厂及沥青路面施工机械和设备的配套情况、性能、计量精度等进行检查。拌和前特别要注意沥青拌和楼电子秤的准确度。从而保证骨料、粉料、沥青等各种物料配比精度。
摊铺设备的选型也很重要,陕建ABG型全自动找平摊铺机,整幅一次摊铺(全宽12M),能很好控制摊铺厚度和表面平整度。
2.试验段的试铺
高级公路面层在施工前应铺筑试验段。试验段的长度应根据实验目的确定,宜为100~200M。试验段宜在直线上铺筑。分试拌及试铺两个阶段,包括下列实验内容:
2.1据沥青路面各种施工机械相匹配的原则,确定合理的施工机械、机械数量及组合方式。
2.2试拌确定拌和机的上料速度、拌和时间、拌和温度等操作工艺。
2.3通过试铺确定:透层沥青的标号与用量、喷洒方式、喷洒温度;摊铺机的摊铺温度、摊铺速度、摊铺宽度、自动找平方式等操作工艺;压路机的压实顺序、碾压温度、碾压速度及遍数等压实工艺;以及确定松铺系数、接缝方法等。
2.4范规定的方法验证沥青混合料配合比设计结果,提出生产用的矿料配比和沥青用量。
2.5建立用钻孔法及核子密度仪法测定密度的对比关系。确定沥青混凝土或沥青碎石面层的压实标准密度。
2.6定施工产量及作业段的长度,制订施工进度计划。
2.7全面检查材料及施工质量。
2.8定施工组织及管理体系、人员、通讯联络及指挥方式。
在试验段的铺筑过程中,应认真做好记录分析,直接取得一手施工资料。在正式路段上施工时,要按照试验段施工时所取得的试验数据进行施工。
3.施工阶段
施工阶段包括:沥青混凝土混合料的拌和、运输、摊铺、接缝处理及碾压。
3.1沥青混凝土混合料的拌和
沥青混合料的拌和机械、拌和时间、拌和温度、热矿料二次筛分、沥青用量等是影响沥青混凝土路面稳定性和平整度的重要因素
沥青混合料必须在沥青拌和厂采用拌和机械拌制。可采用间歇式拌和机或连续式拌和机拌制。当工程材料从多处供料、来源或质量不稳定时,不宜采用连续式拌和机。
沥青混合料拌制时,沥青和矿料的加热温度应调节到能使拌和的沥青混合料出厂温度(石油沥青120~165摄氏度;煤沥青80~120摄氏度)。混合料温度过高时,影响沥青与集料的粘结力,从而影响到混合料的稳定性。
沥青混合料拌和时间要以混合料拌和均匀、所有矿料颗粒全部裹覆沥青结合料为度,并经试拌确定。间歇式拌和机每锅拌和时间宜为30~50s(其中干拌时间不得少于5s),连续式拌和的拌和时间由上料速度及拌和温度调节。
拌和厂拌和的沥青混合料应均匀一致、无花白料、无结团成块或严重的粗细料分离现象。如发现不合格时应及时调整。
3.2沥青混凝土混合料的运输
混合料的运输采用较大吨位的自卸汽车运输。从拌和机向运料车上放料时,应每卸一斗混合料挪动一下汽车位置,以减少粗细集料的离析现象。运输过程中注意加盖蓬布,用以保温、防雨、防污染。沥青混合料运输车的用量应较拌和能力或摊铺速度有所富余,保证摊铺机连续不间断摊铺。注意卸料与摊铺机之间的距离,防止碰撞摊铺机或倒在摊铺机外,引起摊铺不均匀,影响路面的平整度。
3.3沥青混凝土混合料的摊铺
在合格的基层上按规定撒布透层、粘层、铺筑下封层后,可进行混合料的摊铺。首先进行施工放样。准确的施工放样避免基准钢线的重度影响,其钢支柱纵向间距不宜过大,一般5~10米并用紧线器拉紧。同时要加强监视,防止现场人员扰动,造成摊铺面的波动。摊铺前,还要及时进行立柱、横坡度、厚度等项指标的检查,发现问题及时处理。
摊铺机摊铺速度匀速行使不间断,借以减少波浪和施工缝,试验人员随时检测成品料的配比和沥青含量,及时反馈拌和厂,及时调整。设专人消除粗细集料离析现象,如发现粗集料窝应予铲除,并用新料填补。此项工作必须在碾压之前进行,严禁用薄层贴补法找平,以免贴补层在使用过程中脱落压碎,引起面层推移破裂。
摊铺中的质量缺陷主要有:厚度不均,平整度差(小波浪,台阶),混合料离析、裂纹、拉沟等。
①粉料过多,温度不当,砂石未完全烘干,机械猛烈起步和紧急刹车,刮料护板安装不当均可引起裂纹。
②沥青含量过多或过少,矿粉含量不足;骨料尺寸与摊铺厚度不协调;振捣梁与熨平板的相互位置调整不当,振捣梁、熨平板底面磨损;刮料护板安装不当,熨平板接缝处理不当等引起拉沟。
③供料速度不匀;机械起步和刹车过猛;摊铺速度不均匀;熨平板工作迎角调整过当摊铺机发动机或驱动链条松紧度未调好均会引起小波浪。
④熨平板底面磨损或严重变型时,铺层容易产生裂纹和拉沟,故应及时变换。有时熨平板的工作迎角太小,也会使铺层的两边形成裂纹或拉沟。调整熨平板的前缘拱度,并在试铺中多次调整,直到能铺出具有良好的铺层为止。如果多次调整仍消除不了上述缺陷,就应该更换熨平板的底板。当矿料中的大颗粒尺寸大于摊铺厚度时,在摊铺过程中该大颗粒将被熨平板拖着滚动,使铺层产生裂纹、挂沟等。所以应严格控制矿料粒径,使其最大尺寸在规范之内。混合料的配比不当,会产生全铺层的裂缝,因为振捣梁在摊铺过程中混合料进行捣实的同时,还要将它向前推移。如果混合料的大颗粒过多,就会出现全铺层的大裂缝。为了消除这种裂缝,有时可将熨平板加热进行热熨,但大多数情况下需要改变混合料的配比。
⑤轮胎摊铺机气压超限(一般为0.5~0.55mpa),摊铺机宜打滑;气压过低,机体会随矿料重量变化而上下变动,使摊铺层出现波浪。履带式摊铺机履带松紧超限将导致摊铺速度发生冲脉,进而使铺面出现搓板。履带或轮胎的行驶线上因卸料而洒落的粒料未清除,该部分摊铺厚度易突变。
⑥被顶摊的运料车刹车太紧,使摊铺机负荷增大,或料车倒退撞击摊铺机或单侧轮接触、另侧脱空等会引起速度变化或偏载,使铺面出现凸楞。施工中往往第一、二车料质量较差,注意取舍或调剂使用。
⑦自动熨平装置中,挂线不紧,中间出现挠度,会引起铺层波浪。
⑧采用冷茬法摊铺时,其纵向接茬由于密实度不够,行车不久往往会出现坑洼和裂缝。因此必须注意接茬的重叠量,并在前一条摊铺带未被弄脏或变型之前就摊铺后一条。
3.4沥青混凝土面层的碾压
保证路面达到设计的密实度和良好的平整度,是沥青路面摊铺碾压阶段的主要工作目标。达到此目的关键是要使沥青混合料在适当的温度下实施碾压。尤其是初压阶段,应尽量在规范要求的温度范围内的较高温度下短时间完成。这就要求在施工组织上拌和机和摊铺机在单位时间内的工作量必须匹配,即拌和量略大于摊铺量,使混合料铺筑在缓慢、均匀、连续不断的条件下进行,并作到边铺边压。
对于发生推移现象的面层,要及时取样做马歇尔试验和矿料级配试验。从现场观察和试验数据上分析,推移的原因如下:
① 集料过于密实,面层起骨架作用的大颗粒骨料相应较少;
② 沥青混合料沥青含量相对较高;
③ 下层顶面有浮料无及时清理干净或有风沙浮尘的影响,造成局部推移。
对略有推移的沥青混合料,一般情况下是集料的时段性级配不均匀造成的。一般来说,其各种技术指标基本上是符合要求的。可采用调整碾压的方法。实践证明初压温度低时推移较为严重,初压在120--130℃温度条件下,短时间内完成是提高压实质量的最佳方式。
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市道路的施工步骤是什么?
市政道路的施工方法相对来说还是比较复杂的,需要专业的人士来指挥施工,才能保证市政道路的顺利完成,正负零小编整理了一些相关知识点,感兴趣的朋友们可以看一下。
市政道路施工 一、市政道路施工步骤有哪些施工前准备工作
(一)施工现场准备工作
1.施工现场交通
工程将修建交通便道进行物料运输,从而使工程的交通较为便利。
2.施工用水、用电
开工前,由项目经理部与当地相关人员联系,就近提供电源,沿线布置供电线路连通各施工点。同时项目经理部在施工现场自己配备所需要的发电机组,以备突然停电或是用电高峰期的不时之需,以保证施工用电。施工用水亦是向当地借用。
(二)材料供应
1、工程所需的所有材料在进场前均须经过严格的质量检查,不合格材料一律不得进入施工现场。
2.项目经理部根据工程实际进度计划编制材料需用计划,各种材料的进场按照已编定的材料需用计划进场,并按指定的材料堆放点堆放。同时做好材料的保护工作,以防材料在施工现场出现损坏或损耗现象。
(三)技术准备工作
1、 图纸会审及技术交底
工程开工前,在项目总工程师的组织下,集中项目部有关技术人员仔细审阅图纸,将不清或不明的问题及时汇总会知业主、监理和设计人员及时解决。
项目经理部将严格按有关程序,组织技术交底,由项目经理部技术负责人向班组交底,做到项目部全体人员均熟悉本工程的技术要点、设计意图和施工技术规范的内容。
2、施工组织设计的编制
由项目经理部技术负责人编制该工程的施工组织设计方案,该方案被审批同意后以该方案作为本工程施工的指导性文件。
3、测量放线工作开工前,由项目经理部有关人员联系规划局做好测量控制点的交接工作,并按规范进行复测,同时建立测量控制网,确定道路中线和施工红线和施工放样测量。
积极与建设单位、设计院联系,熟悉本工程的各项要求和任务,并及时向有关管理人员传达;
(四)其他准备工作
1、 做好沿线的地下管线(道)的探测与保护工作,以防对工程的进程产生不必要的影响;
2、 按施工总平面图及结合工地现场情况,及时搭设施工所需的临时设施,注意防火、防漏电等安全问题。
3、根据施工计划,组织施工操作人员进场,并对所有施工人员进行相关的岗前培训和三级安全教育。
市政道路施工 二、市政道路施工方法有几种1、测量放线
(1)组织测量技术人员按规划局提供的测量控制点进行复测,复核无误后建立工程测量控制网,对工程进行点面相结合的测量控制。
(2)井面标高应路面与路面一致。
2、沟槽开挖
(1) 沟槽开挖前应要求各有关管线部门提供地下管线情况,并结合人工开挖勘察,确认无误后方可进行施工。当发现管线位置后应做好清晰的标志以保护好地下管线。
(2)施工时在人行道边设置临时排水沟,以保证排水通畅,以保证开挖基坑不被雨水浸泡而造成基坑的质量问题。在基坑开挖时须在沟槽外两侧筑小土堤截水,以防地表水倒灌入施工沟槽内。沟槽内两侧设排水沟和集水井,用碎石填充,当地下水丰富或遇雨天时用抽水机抽水,以保证基坑不被水浸泡。
(3)工程的沟槽深度开挖视深度而定,对土质良好地段采用可以1:1放坡开挖。开挖时用挖掘机进行,人工配合。沟槽开挖土方调至填方区填土或用自卸式汽车外运弃土。在开挖前,沟槽的断面、开挖的次序和堆土的位置应由现场施工员向司机及土方工详细交底。在挖土过程中管理人员应在现场指挥并应经常检查沟槽的净空尺寸和中心位置,确保沟槽中心偏移误差符合规范要求。为保证槽底土壤不被扰动、破坏或超挖,用机械挖土至设计标高高20~30cm后改用人工挖土和平整。开挖要保证连续作业,分段开挖,每段10m~20m,以防止土方塌方出现安全事故。
(4)沟槽检查验收
沟槽开挖完成应进行自检,应该熟悉检查项目和允许误差。自检合格后应马上通知监理进场进行检查验收,验收合格后方能进入下一工序的施工。
3、基础施工
(1)若管道处于软土上应通知建设单位、监理及设计人员到现场解决,排水管道地基承载力不得小于10Kpa。
(2) 测量中心轴线,标高,并放出基础边线。在沟底设置水平小木桩,桩顶标高为管道平基砂石垫层的标高。
(3)碎石、砂垫层应先将碎石、砂拌匀然后铺设,铺筑垫层时应边铺边检平。
(4)质量标准
a、砂石垫层设计要求,符合高程及纵坡设计要求,井位基础砼符合设计井底高程。
b、排水管应该符合允许偏差项目。
4、管道安装
(1)下管前,要清理管坑内杂物,砼平基要清洗干净,然后在平基上弹放管道中线,复核管沟底标高。
(2)采用吊车下管,下管时应将管道排好,然后对线校正,严格控制中线和标高,对中方法采用中心线法和边线法。
(3) 雨水管采用胶圈承插接口。
(4) 管道稳定后应再复核一次流水位高程,符合设计标高后方可进行下一工序。
(5)质量标准
a、管道安装时,表面必须顺直,接口平顺,符合设计流水位高程。
b、管底不得倒流水,缝宽应均匀,管道内不得有泥土、砖石、砂浆、木块等杂物。管材不得有裂缝、破损。
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沥青路面全套施工技术讲解,很实用!
沥青路面相关名词术语术语:
沥青路面类型
沥青路面对材料要求
施工机械
施工工艺
施工质量管理和验收
1. 沥青路面重要术语及特性
1.1 沥青路面重要术语
沥青结合料:在沥青混合料中起胶结作用的沥青类材料(含添加的外掺剂、改性剂等)的总称。
乳化沥青:石油沥青与水在乳化剂、稳定剂等的作用下经乳化加工制得的均匀的沥青产品,也称沥青乳液。
液体沥青:用汽油、煤油、柴油等溶剂将石油沥青稀释而成的沥青产品,也称轻制沥青或稀释沥青。
改性沥青 :掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、天然沥青、磨细的橡胶粉或者其他材料等外掺剂(改性剂),使沥青或沥青混合料的性能得以改善而制成的沥青结合料。
改性乳化沥青:在制作乳化沥青的过程中同时加入聚合物胶乳,或将聚合物胶乳与乳化沥青成品混合,或对聚合物改性沥青进行乳化加工得到的乳化沥青产品。
天然沥青:石油在自然界长期受地壳挤压、变化,并与空气、水接触逐渐变化而形成的、以天然状态存在的石油沥青,其中常混有一定比例的矿物质。按形成的环境可以分为湖沥青、岩沥青、海底沥青、油页岩等。
透层:为使沥青面层与非沥青材料基层结合良好,在基层上喷洒液体石油沥青、乳化沥青、煤沥青而形成的透入基层表面一定深度的薄层。
粘层:为加强路面沥青层与沥青层之间、沥青层与水泥混凝土路面之间的粘结而洒布的沥青材料薄层。
封层:为封闭表面空隙、防止水分侵入而在沥青面层或基层上铺筑的有一定厚度的沥青混合料薄层。铺筑在沥青面层表面的称为上封层,铺筑在沥青面层下面、基层表面的称为下封层。
稀浆封层:用适当级配的石屑或砂、填料(水泥、石灰、粉煤灰、石粉等)与乳化沥青、外掺剂和水,按一定比例拌和而成的流动状态的沥青混合料,将其均匀地摊铺在路面上形成的沥青封层。
沥青混合料:由矿料与沥青结合料拌和而成的混合料的总称。
按材料组成及结构分为连续级配、间断级配混合料,按矿料级配组成及空隙率大小分为密级配、半开级配、开级配混合料。按公称最大粒径的大小可分为特粗式(公称最大粒径等于或大于31.5mm)、粗粒式(公称最大粒径26.5mm)、中粒式(公称最大粒径16或19mm)、细粒式(公称最大粒径9.5或13.2mm)、砂粒式(公称最大粒径小于9.5mm)沥青混合料。按制造工艺分热拌沥青混合料;冷拌沥青混合料;再生沥青混合料等。
开级配沥青混合料:矿料级配主要由粗集料嵌挤组成,细集料及填料较少,设计空隙率18%的混合料。
半开级配沥青碎石混合料:由适当比例的粗集料、细集料及少量填料(或不加填料)与沥青结合料拌和而成,经马歇尔标准击实成型试件的剩余空隙率在6%~12%的半开式沥青碎石混合料(以AM表示)。
间断级配沥青混合料:矿料级配组成中缺少1个或几个档次(或用量很少)而形成的沥青混合料。
沥青稳定碎石混合料(简称沥青碎石)
由矿料和沥青组成具有一定级配要求的混合料,按空隙率、集料最大粒径、添加矿粉数量的多少,分为密级配沥青碎石(ATB),开级配沥青碎石(OGFC表面层及ATPB基层)、半开级配沥青碎石(AM)
沥青玛蹄脂碎石混合料
由沥青结合料与少量的纤维稳定剂、细集料以及较多量的填料(矿粉)组成的沥青玛蹄脂,填充于间断级配的粗集料骨架的间隙,组成一体形成的沥青混合料,简称SMA。
油石比是指沥青混凝土中沥青与矿料质量比的百分数,它是沥青用量的指标之一。
它的用量高低直接影响路面质量,油石比大则路面容易泛油,反之则影响强度和防水效果。
1.2 沥青路面的基本特性
沥青路面的结构
沥青路面的优缺点
1.2.1沥青路面的结构
AC密级配沥青混凝土混合料,粗型、细型两类
ATB密级配沥青稳定碎石混合料
1.2.2 沥青路面的优缺点
沥青路面是用沥青材料作结合料粘结矿料修筑面层与各类基层和垫层所组成的路面结构。与水泥混凝土路面比,沥青路面优点:表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪声低、施工期短、养护维修简便、适宜于分期修建。缺点:
(1)属柔性路面,强度与稳定性在很大程度上取决于土基和基层的特性;抗弯强度较低;
(2)低温时易缩裂.抗变形能力很低,在寒冷地区为了防止土基不均匀冻胀而使沥青路面开裂,需设置防冻层。
(3)沥青面层的透水性小,从而使土基和基层内的水分难以排出,在潮湿路段易发生土基和基层变软,导致路面破坏。
(4)高温时易产生车辙。
2、沥青路面的分类
2.1 按强度构成原理,分为密实类和嵌挤类两大类。
(1)密实类沥青路面
矿料的级配按最大密实原则设计,其强度和稳定性主要取决于混合料的粘聚力和内摩阻力。密实类沥青路面按空隙率的大小可分为闭式和开式两种:闭式混合料致密而耐久,但热稳定性较差;开式混合料热稳定性较好。(2)嵌挤类沥青路面
采用颗粒尺寸较为均一的矿料,路面的强度和稳定性主要依靠骨料颗粒之间相互嵌挤所产生的内摩阻力,粘聚力则起着次要的作用。按嵌挤原则修筑的沥青路面,其热稳定性较好,但因空隙率较大、易渗水,因而耐久性较差。2.2 按施工工艺分为层铺法、路拌法和厂拌法三类
(1)层铺法
概念:是用分层洒布沥青,分层铺撒矿料和碾压的 方法修筑。特点:工艺和设备简便、功效较高、施工进度快、造价较低,缺点是路面成型期较长,需要经过炎热季节行车碾压之后路面方能成型。适宜路面类型:沥青表面处治和沥青贯入式两种。(2)路拌法
概念:是在路上用机械将矿料和沥青材料就地拌和摊铺和碾压密实而成的沥青面层。此类面层所用的矿料为碎(砾)石者称为路拌沥青碎(砾)石;所用的矿料为土者则称为路拌沥青稳定土。路拌沥青面层,通过就地拌和,沥青材料在矿料中分布比层铺法均匀,可以缩短路面的成型期。但因所用的矿料为冷料,需使用粘稠度较低的沥青材料,故混合料的强度较低。(3)厂拌法
将规定级配的矿料和沥青材料用专用设备加热拌和,然后送到工地摊铺碾压而成的沥青路面;矿料中细颗粒含量少,不含或含少量矿粉,混合料为开级配的(空隙率达10%~15%),称为厂拌沥青碎石;若矿料中含有矿粉,混合料是按最佳密实级配配制的(空隙率10%以下)称为沥青混凝土。按混合料铺筑时温度不同,可分为热拌热铺和热拌冷铺两种:热拌热铺是混合料在专用设备加热拌和后立即趁热运到路上摊铺压实。如果混合料加热拌和后储存一段时间再在常温下运到路上摊铺压实为热拌冷铺。厂拌法使用较粘稠的沥青材料,矿料经过精选,因而混合料质量高,使用寿命长,但修建费用较高。2.3 沥青马蹄脂碎石路面
指用沥青玛蹄脂碎石混合料作面层或抗滑层的路面。沥青玛蹄脂碎石混合料(简称SMA)是以间断级配为骨架,用改性沥青、矿粉及木质纤维素组成的沥青马蹄脂为结合料,经拌和、摊铺、压实而形成的一种构造深度较大的抗滑面层。具有抗滑耐磨、孔隙率小、抗疲劳、高温抗车辙、低温抗开裂的优点,是一种全面提高密级配沥青混凝土使用质量的新材料,适用于高速公路、一级公路和其他重要公路的表面层。改性沥青SMA路面已经被公认为是性价比最好的沥青路面结构,在全国20几个省、市、自治区得到了推广应用。现在,SMA已经成为我国高速公路的主要路面结构形式之一,是一些大交通量、重载交通道路或重要高速公路首选的结构形式。
SMA路面优缺点
沥青玛蹄脂碎石(SMA)是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量的细集料组成的沥青玛蹄脂填充间断级配的粗集料骨架间隙组成一体的沥青混合料,其混合料具有以下特点:
2)粗集料多
在SMA的组成中,矿料是间断级配,粗集料占到70%以上,粗集料颗料之间有良好的嵌挤作用。沥青混合料产生非常好的抵抗荷载变形的能力,即使在高温条件下,沥青玛蹄脂的粘度下降时,这种抵抗能力的影响也不会减小,因而有较强的高温抗车辙能力。
2)矿粉和沥青用量高,采用纤维稳定剂
SMA使用矿粉高达8%~12%,沥青用量高达5.7%~6.5%,比一般AC-13/AC-16高1%左右。同时要使用纤维作稳定剂,由此组成的沥青玛蹄脂包裹在粗集料表面,充分填充集料间隙,在温度下降、混合料收缩变形时,玛蹄脂有较好的粘结作用,它的韧性和柔性使混合料有较好的低温变形性能,低温抗裂性能得到大大提高。
3)空隙率小
SMA混合料的内部空隙率很小(3%~4%),混合料渗水很少或几乎不渗水,混合料内部的水属毛细水形态,不易成为大的动力水,再加上玛蹄脂与集料的粘结力好,混合料的水稳定性也有较多改善。
同时由于密水性好,对下面的沥青层和基层有较强的保护作用和隔水作用,使路面能保持较高的整体强度和稳定性。
4) 路面表面粗糙,构造深度大
SMA一方面要求采用坚硬的、耐磨的优质石料;另一方面矿料采用间断级配,粗集料含量高,路面压实后表面形成大的孔隙,构造深度大0.8~1.3mm,使雨天高速行车下不易产生水漂,抗滑性能提高,较好地解决了抗滑与耐久的矛盾。同时,雨天交通不会产生大的水雾和溅水,路面噪音可降低3~5dB ,从而可以全面提高路面的表面功能。
5) 耐久性良好
SMA的混合料内部被沥青玛蹄脂充分填充,空隙率小,沥青与空气接触少,沥青老化降低,因而沥青混合料的耐久性能良好。
抗高温变形能力强;抗开裂、疲劳性能良好,提高耐久性和早期裂缝较少;不透水,抗水损坏性能强;表面粗糙度大,抗滑性能好,提高行车安全降低行车噪音雨天减小灯光反射,减小水雾,提高能见度不足之处
施工复杂、难度大。对施工队伍的要求较高;SMA的施工工艺要求较高,对施工因素的敏感性较强,矿料级配及沥青用量的小的波动和变化,很容易造成路面质量的大的波动,也会造成局部泛油、油斑、透水等。对集料要求较高。由于同时由于沥青用量和矿粉多,混合料的成本会显著增加。SMA混合料较一般改性沥青混合料成本增加情况(元/吨)
3、SMA沥青混合料的原材料要求
3.1沥青的技术标准
①沥青分级
根据目前我国的沥青使用和生产水平,将每一个等级的沥青在主要性能上分为A、B、C三级。A级与石化系统提出的1号沥青标准相近;B级与石化系统提出的2号沥青标准相近;C级沥青相当于一般沥青水平,比现行“中、轻交通道路石油沥青”技术要求稍有提高。高速公路要求采用A级沥青;其他等级公路及高速公路的下面层采用B级;C级沥青用于三级以下公路和维修养护。②蜡对沥青温度敏感性的影响
结晶蜡对低温性能影响大;无定型蜡对高温性能影响大。含蜡量超过3%后,则起支配作用。高温时,蜡熔化,粘度降低,与石料的亲和力下降,使粘结力和水稳性降低。低温时,蜡结晶析出,易脆裂。③改性沥青的应用
(1)适用场合
气候条件恶劣;交通繁重;特殊路面结构;特殊重要路段。(2)根据需要可以进行复合改性,即同时采用几种聚合物改性剂,或聚合物与天然沥青复合改性的措施。
(3)根据聚合物改性剂的使用目的,宜作如下选择:
为提高抗永久变形能力,宜使用热塑性橡胶类或热塑性树脂类改性剂。为提高抗低温开裂能力,宜使用热塑性橡胶类或橡胶类改性剂。为提高抗疲劳开裂能力,宜使用热塑性橡胶类改性剂。为提高抗水损害能力,宜使用各类抗剥落剂。改性剂剂量通过试验和实践经验论证确定,在改性沥青的质量满足设计要求的前提下,选择较低的剂量。3.2 粗集料
用于SMA的粗集料应采用质地坚硬,表面粗糙,形状接近立方体,有良好的嵌挤能力的破碎集料。有些材料非常致密,但是表面非常光滑,其吸附沥青较少或油膜较薄,这些材料不宜用于SMA路面。 SMA用粗集料应该满足下表要求。沥青面层用粗集料质量技术要求
粗集料在细破作业时不得采用颚式破碎机加工,要用反击式或者锥式碎石机破碎。当采用酸性石料作粗集料,如一些花岗岩、石英岩、砂岩等酸性岩石质量较好,但与沥青的粘附性往往很差,应采用掺加适量消石灰粉或水泥等措施。如使用抗剥落剂时,必须确认抗剥落剂具有长期的抗水损害效果。对于石灰岩类的非坚硬石料不适用于SMA混合料。3.3 细集料
细集料宜采用专用的细料破碎机(制砂机)生产的机制砂。当采用普通石屑代替时,宜采用与沥青粘附性好的石灰岩石屑,且不得含有泥土、杂物。与天然砂混用时,天然砂的用量不宜超过机制砂或石屑的用量。建议将细集料分为3~5mm(S14规格)和0~3mm(S16规格)两种规格。细集料需要满足下表要求。沥青面层用细集料质量要求
①坚固性试验可根据需要进行;
②砂当量指小于4.75mm集料混合料的要求。
3.4 SMA用填料技术要求
填料必须采用由石灰石等碱性岩石磨细的矿粉。矿粉必须保持干燥,能从石粉仓自由流出,其质量应符合下表的技术要求。为改善沥青结合料与集料的粘附性,使用消石灰粉和水泥时,其用量不宜超过矿料总质量的2%。粉煤灰不得作为SMA的填料使用。
沥青面层用矿粉质量要求
注:当掺加拌和机回收废石粉时需检验塑性指数。
3.5 SMA用纤维稳定剂技术要求
用于SMA的纤维稳定剂包括木质素纤维、矿物纤维、聚合物化学纤维等,以改善沥青混合料性能,吸附沥青,减少析漏。木质素纤维的质量,应符合下表的技术要求。其他纤维品种的质量可参照国内外相关的技术要求执行,其长度也不宜大于6mm。木质素纤维稳定剂
纤维应能承受250℃以上的环境温度不变质,且对环境不造成公害,不危害身体健康。纤维可采用松散的絮状纤维或预先与沥青混合制成的颗粒状纤维。施工中纤维不能受潮结块,能在沥青混合料拌和过程中均匀地分散开。纤维应存放在室内或有棚盖的地方,防止受潮、结团,已经受潮、结团不能在拌和时充分分散的纤维,不得使用。纤维稳定剂的掺加比例,以沥青混合料总量的质量百分率计算,用量根据沥青混合料的种类由试验确定。通常SMA路面的木质素纤维不宜少于0.3%,矿物纤维不宜少于0.4%,必要时可适当增加。掺加纤维的质量允许误差为±5%。。
纤维稳定剂的材料质量影响SMA泛油成为SMA较为常见的病害之一。应选择合适的品牌、正确的类型和相应的纤维投放设备。
3.6 沥青混合料选择
(1)密级配沥青混凝土适用于各等级公路的各个层次。
(2)为提高沥青混合料的使用性能,可铺筑改性沥青混合料路面。SMA宜同时采用改性沥青。
(3)开级配排水式沥青混合料磨耗层必须采用具有高粘结性能的特殊的改性沥青铺筑,其下的层次应采用空隙率小、密水性好的结构层,并设置封层。
(4)特粗式沥青混合料适用于基层,粗粒式沥青混合料适用于下面层或基层,中粒式沥青混合料适用于中面层和表面层,细粒式沥青混合料适用于表面层和薄层罩面。砂粒式沥青混合料适用于非机动车道或行人道路。对高速公路及一级公路,除沥青稳定碎石基层外,通常宜选用公称最大粒径为13.2mm ~ 26.5mm的沥青混合料。
3.7 结构层组合
沥青面层的混合料类型应根据公路等级及所处层位的功能性要求,选择适当的结构组合,并应遵循以下原则:
(1)沥青面层宜采用双层或三层式结构,各层之间应联结成整体,在沥青层下必须浇洒透层沥青,沥青层间必须喷洒粘层沥青。
(2)沥青路面应满足耐久性、抗车辙、抗裂、密水、抗滑等多方面性能要求,便于施工;应根据施工机械、工程造价等实际情况选择沥青混合料的种类。
(3)对高速公路、一级公路,为提高沥青混合料的使用性能和延长沥青路面的使用寿命,宜对上面层或中面层沥青结合料采取改性措施,或采用SMA等特殊的矿料级配。
(4)对沥青层较厚的高速公路、一级公路,在选择级配类型、确定矿料级配和最佳沥青用量时,应首先保证各层的组合不致发生早期破坏。并在此基础上优先考虑各层的功能作出抉择。